脂肪族酯和包含它們的聚合物組合物制造技術

本發明專利技術涉及具有以下通用結構的一族脂肪族酯：R1?O?C(O)?R4?C(O)?[?O?R2?O?C(O)?R5?C(O)?]m?O?R3，其中：R1選自如下的一種或多種：H、線性和支化的飽和的和不飽和的C1?C24類型烷基殘基、和用C1?C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R2包含?CH2?C(CH3)2?CH2?和C2?C8亞烷基，并且包含至少50mol％的所述?CH2?C(CH3)2?CH2?基團；R3選自如下的一種或多種：H、線性和支化的飽和的和不飽和的C1?C24類型烷基殘基、和用C1?C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R4和R5包含一種或多種的C2?C22亞烷基且包含至少50mol％的C7亞烷基；m是1?20；R1和/或R3的至少一個包含用選自如下的至少一種C1?C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸，棕櫚酸，9?酮硬脂酸，10?酮硬脂酸及其混合物。這些酯特別適于作為增塑劑用于不同類型的聚合物例如諸如聚氯乙烯(PVC)類型的乙烯基聚合物，熱塑性彈性體和羥基酸聚酯例如乳酸的聚酯。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及脂肪族酯的組合物，其特別適于用作增塑劑和包含它們的聚合物組合物。具體的，本專利技術涉及具有以下通用結構的脂肪族酯的組合物：R1-O-C(O)-R4-C(O)-[-O-R2-O-C(O)-R5-C(O)-]m-O-R3其中：R1選自如下的一種或多種：H、線性的和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型的烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R2包含-CH2-C(CH3)2-CH2-基團和C2-C8亞烷基，且包含至少50mol％的所述-CH2-C(CH3)2-CH2-基團；R3選自如下的一種或多種：H、線性的和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型的烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R4和R5包含一種或多種C2-C22亞烷基，優選C2-C11，更優選C4-C9，且包含至少50mol％的C7亞烷基；m是1-20，優選2-10，更優選3-7的數；R1和/或R3的至少一個包含用選自如下的至少一種C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸、棕櫚酸、9-酮硬脂酸、10-酮硬脂酸及其混合物。這些脂肪族酯特別適于作為增塑劑，用于不同類型的聚合物，例如諸如聚氯乙烯(PVC)類型的乙烯基聚合物，熱塑性彈性體，例如丁腈橡膠和SBR橡膠，和羥基酸聚酯，例如乳酸聚酯(PLA)。作為已知的，增塑劑是塑料材料領域中非常重要的添加劑，其特別是通過降低聚合物的玻璃化轉變溫度，而改進了它們的許多性能，首先是它們的加工性，撓性，回彈性和彈性。除了此之外，取決于增塑劑的化學結構和它與之混合的聚合物的性質，它們還可幫助改進它們的絕緣性和粘結性。一種用于塑料材料的典型種類的增塑劑是苯二甲酸酯(phthalic ester)，典型的稱作“苯二甲酸酯(phthalate)”。但是它們的使用長期以來受到了與這樣的化合物可潛在影響人的健康有關的諸多爭議。化學工業上因此已經有一段時間致力于尋找可代替苯二甲酸酯的增塑劑。為了有效地使用，增塑劑必須表現出一些性能例如諸如與它與之混合的聚合物完全可混溶，以使得它可以穩定和均勻地摻入它們中，并且將不會傾向于隨時間朝著塑料材料表面遷移(所謂的“滲出”)。它們通常還必須具有低的揮發性，可能是無氣味和無色的，耐溶劑、熱和光作用的，并且必須例如對通過環境濕氣或氧的水解是化學穩定的。考慮它們起作用的多種性能，和鑒于期望它們應當具有的許多特性，因此確定和開發新的增塑劑已經是塑料材料工業中正在進行的深入研究目標。本專利技術的一個目標因此是開發一族脂肪族酯，其能夠作為增塑劑用于廣譜的聚合物和能夠在使用中表現出這樣的性能，其若非等價，甚至更優于目前市售的增塑劑例如苯二甲酸酯的性能。特別是，本專利技術涉及具有如下結構的脂肪族酯的組合物：R1-O-C(O)-R4-C(O)-[-O-R2-O-C(O)-R5-C(O)-]m-O-R3其中：R1選自如下的一種或多種：H、線性的和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型的烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R2包含-CH2-C(CH3)2-CH2-基團和C2-C8亞烷基，且包含至少50mol％的所述-CH2-C(CH3)2-CH2-基團；R3選自如下的一種或多種：H、線性的和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型的烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R4和R5包含一種或多種C2-C22亞烷基，優選C2-C11，更優選C4-C9，且包含至少50mol％的C7亞烷基；m是1-20，優選2-10，更優選3-7的數；R1和/或R3的至少一個包含相對于R1和/或R3的總量，優選的量為≥10mol％，更優選≥20％，甚至更優選≥25mol％的用選自如下的至少一種C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸，棕櫚酸，9-酮硬脂酸，10-酮硬脂酸及其混合物。本專利技術還涉及包含兩種或更多種這些酯的混合物。當單獨或者作為混合物，與聚合物例如PVC類型的乙烯基聚合物或者熱塑性彈性體例如丁腈橡膠和SBR橡膠混合時，這些酯能夠例如確保機械性能，其完全等價于其他已知的市售增塑劑例如鄰苯二甲酸二異壬基酯的那些性能。在本專利技術的脂肪族酯中，R1和R3彼此獨立地選自如下的一種或多種：H、線性的和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型的烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基。在一種優選的實施方案中，如果R1是H，則R1不同于R3。關于R1和R3，線性的和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型的烷基殘基的例子是甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，壬基，烯丙基，異丙基，異丁基，異戊基，甲基丁基，甲基戊基和甲基乙基殘基。關于與C1-C24單羧酸反應的多元醇殘基，它們衍生自包含一個或多個羥基的多元醇，例如諸如1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二脫水山梨糖醇、二脫水甘露醇、二脫水艾杜醇、環己二醇、環己烷甲二醇(cyclohexanmethandiol)、季戊四醇、甘油、聚甘油、三羥甲基丙烷和它們的混合物。所述多元醇通過它們的羥基之一鍵合到本專利技術的脂肪族酯的結構上。至于所關注的多元醇的其余羥基，它們用一種或多種C1-C24單羧酸來部分或者完全酯化。這些C1-C24單羧酸可以是線性或者支化的，飽和的或者不飽和的類型，并且可以有利地在鏈上具有一個或多個種羥基或者羰基。這種類型的C1-C24單羧酸典型的例子是壬酸，硬脂酸，棕櫚酸，9-酮硬脂酸，10-酮硬脂酸，9-羥基硬脂酸和10-羥基硬脂酸。在本專利技術的脂肪族酯中，R1和/或R3的至少一個包含相對于R1和/或R3的總量，優選的量為≥10mol％，更優選≥20mol％，甚至更優選≥25mol％的用選自如下的至少一種C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸，棕櫚酸，9-酮硬脂酸，10-酮硬脂酸及其混合物。在一種特別優選的實施方案中，R1和/或R3的至少一個包含相對于R1和/或R3的總量，優選的量為≥5mol％，更優選≥9mol％的用選自如下的至少一種C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基：9-酮硬脂酸，10-酮硬脂酸及其混合物。已經發現當經歷扭轉變形時，本專利技術的包含這種R1和/或R3基團的脂肪族酯表現出和經時保持了降低的儲能模量(G’)值。降低的儲能模量(G’)值顯示了含有它們的聚合物組合物改進的剪切應力阻力。具有改進的剪切應力阻力的聚合物組合物特別適于制造經歷扭轉，彎曲或者折疊移動的產品，例如諸如電纜和電線。本專利技術的脂肪族酯的組成和結構可以通過本領域技術人員已知的任何方法來測定，例如依靠HPLC-MS測定。關于R2，其包含-CH2-C(CH3)2-CH2-和C2-C8亞烷基，優選C2-C4，且包含至少50mol％，優選至少75％的所述-CH2-C(CH3)2-CH2-基團。在一種優選的實施方案中，R2是-CH2-C(CH3)2-CH2-基團。關于所關注的R4和R5，它們是相同或者不同的，并且彼此獨立地包含一種或多種C2-C22亞烷基，優選C2-C11，更優選C4-C9，且包含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有下式的脂肪族酯的組合物：R1?O?C(O)?R4?C(O)?[?O?R2?O?C(O)?R5?C(O)?]m?O?R3其中：R1選自如下的一種或多種：H、線性和支化的飽和的和不飽和的C1?C24類型烷基殘基、和用C1?C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R2包含?CH2?C(CH3)2?CH2?和C2?C8亞烷基，且包含至少50mol％的所述?CH2?C(CH3)2?CH2?基團；R3選自如下的一種或多種：H、線性和支化的飽和的和不飽和的C1?C24類型烷基殘基、和用C1?C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R4和R5包含一種或多種C2?C22亞烷基且包含至少50mol％的C7亞烷基；m是1?20；R1和/或R3的至少一個包含用選自如下的至少一種C1?C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸、棕櫚酸、9?酮硬脂酸、10?酮硬脂酸及其混合物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.13 IT MI2014A0000301.具有下式的脂肪族酯的組合物：R1-O-C(O)-R4-C(O)-[-O-R2-O-C(O)-R5-C(O)-]m-O-R3其中：R1選自如下的一種或多種：H、線性和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R2包含-CH2-C(CH3)2-CH2-和C2-C8亞烷基，且包含至少50mol％的所述-CH2-C(CH3)2-CH2-基團；R3選自如下的一種或多種：H、線性和支化的飽和的和不飽和的C1-C24類型烷基殘基、和用C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基；R4和R5包含一種或多種C2-C22亞烷基且包含至少50mol％的C7亞烷基；m是1-20；R1和/或R3的至少一個包含用選自如下的至少一種C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸、棕櫚酸、9-酮硬脂酸、10-酮硬脂酸及其混合物。2.根據權利要求2的脂肪族酯的組合物，其中R1和/或R3的至少一個包含相對于R1和/或R3的總量為≥10mol％的用選自如下的至少一種C1-C24單羧酸酯化的多元醇殘基：硬脂酸、棕櫚酸、9-酮...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·巴斯蒂奧利，L·卡普茲，F·迪焦亞，N·馬里尼，
申請(專利權)人：諾瓦蒙特股份公司，
類型：發明
國別省市：意大利;IT